注入器Ⅱ离子源控制系统设计

为实现离子源设备的远程监控、束流强度可调和当设备发生异常时的快速切束控制,采用PLC、串口服务器和自制FPGA控制板卡设计了基于EPICS架构的离子源控制系统。同时,改进了原有PLC和电机系统的EPICS IOC程序。整套系统工作可靠、稳定,完全满足注入器Ⅱ系统的调试运行需求。快速切束时间小于10 μs,完全切束动作在60 s内完成。     

使用ORACLE管理EPICS数据库的研究

北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCII)控制系统使用EPICS组态软件包构建。EPICS的核心是驻留在前端机IOC上的分布式数据库。该分布式数据库通常是在主机上用工具软件VDCT或文本文件生成,然后通过网络装载到前端机IOC上。目前,BEPCII控制系统的信号量有两万多个,分布在20多个IOC上。这么多的数据库分别由设备控制人员使用VDCT或文本自行开发,没有一个统一的管理工具对其进行透明化管理。介绍了当前国内外使用ORACLE管理EPICS数据库的现状,分析了EPICS数据库并研究了ORACLE数据库管理系统存储和管理EPICS数据库的机制,介绍了OR-ACLE与EPICS数据库接口的软件开发过程及其应用。     

基于C#的SECRAL-Ⅱ数据归档系统

超导电子回旋共振离子源II(Superconducting Electron Cyclotron Resonance ion source with Advanced design in Lanzhou-II,SECRAL-II)控制系统采用实验物理与工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS)架构,其中数据归档子系统主要用来存储离子源电源、真空、束诊、水压等数据,便于技术人员进行在线和离线数据分析,是其控制系统的重要组成部分。EPICS自带的Channel Archiver存储格式固定,无法满足用户的实际使用需求。使用C#实现了EPICS架构下变量(Process Variable,PV)历史数据的存储功能,结合Oracle数据库技术,使得在存储PV变量的策略上可以更加灵活控制。同时,实现了基于超文本预处理器(Hypertext Preprocessor,PHP)的文件管理系统,用于历史数据文件的管理。测试及运行结果表明系统可以很好地满足研究人员对于历史数据的归档要求和研究需求。     

基于EPICS和差分进化算法的同步辐射光束线智能调束系统

针对无规律变化的光源光束点和手动调束费时费力问题,本文实现了基于实验物理及工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS)的同步辐射光束线智能优化调束。该系统基于差分进化算法,建立光束线智能优化模型,应用LabVIEW程序实现调束过程的自动优化。系统可以自由选择待优化的电机及其搜索范围,设置算法参数,跟踪进化进程,通过CaLab接口模块与光束线EPICS软件平台进行通信,控制电机运动。对该系统在上海光源衍射线站进行了在线测试,首次成功地在EPICS控制平台上实现了光束线的智能调束优化。测试结果表明:该智能调束系统能够较快地收敛于最优解,收敛时间大约30 min,较手动优化效率提高一个数量级以上。     

EPICS环境下的LINAC控制系统

介绍了一个100MeV直线加速器(LINAC)的控制系统,该系统采用分布式控制体系结构,采用大型分布式控制软件EPICS作为开发平台.描述了系统的构成、EPICS的软件结构、控制原理及其在LINAC控制中的应用.     

CSNS引出脉冲电源控制系统设计

基于EPICS框架设计开发的CSNS引出KICKER脉冲电源控制系统,采用ZTEC数字化示波器对脉冲电源输出信号进行实时采集,通过运行在上位计算机的EPICS soft IOC实现对电源远程开/关操作和基准电压设定。性能测试的结果表明,该系统能够满足物理设计对引出KICKER脉冲电源的控制要求。     

EPICS在RTEMS上的实现

EPICS是用于开发分布式实时控制系统的软件工具包,广泛应用于粒子加速器、高能物理实验、天文望远镜等大型科学实验设备的控制系统的开发。阐述了EPICS在RTEMS上实现的原理和方法,介绍了以RTEMS作为前端IOC的实时操作系统而实现的EPICS样机系统,为EPICS的研究和EPICS在实际项目中的应用提供了一种新的IOC操作系统平台。     

CYCIAE-100回旋加速器质子照相束流线控制系统的研制

为了对质子照相束流线设备进行远程监测与控制，实现束流线各子系统的安全联锁功能，研制了一套采用标准控制模型结构的分布式EPICS控制系统。该控制系统通过PLC组态实现了开关逻辑设备的安全联锁及工艺流程控制。核心控制系统采用EPICS建立了多个IOC作为控制器。针对不同CPU构架下的服务器搭建了交叉编译环境。针对数字电源设备与真空仪表设备使用StreamDevice完成设备驱动及通信协议的开发，并通过建立IOC动态数据库，实现了IOC对流设备和PLC信号的监测与控制功能。使用CSS设计OPI，实现了上位机对EPICS IOC中数据的透明访问。该束流线控制系统已成功应用于CYCIAE-100回旋加速器的质子照相物理实验中。通过长时间的运行，控制系统的可靠性、安全性得到了验证。控制系统的稳定运行，为质子照相实验的开展奠定了基础，对类似的控制系统研制具有一定的参考价值。     

北京正负电子对撞机校正磁铁电源样机控制系统

在北京正负电子对撞机重大改造项目(BEPCⅡ初步设计)中,储存环校正磁铁电源将采用VME I/O模块直接控制的方式,描述了在实验物理和工业控制系统(EPICS)环境下开发VME I/O模块的驱动程序,以及硬件连接和应用软件的开发与调试,包括数据库记录的建立和人机界面的开发等,最后实现了通过SUN工作站上运行的人机操作界面对校正磁铁电源进行开关机、升降流和状态监视等操作.     

基于CSS的NBI射频离子源控制程序设计

离子源是中性束注入器(Neutral Beam Injector,NBI)的关键子系统之一,根据射频离子源的实验和运行需求,本文设计了一套基于物理实验与工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS)架构的控制程序,实现对射频离子源实验和调试过程的远程监控功能。NBI射频离子源控制程序通过集成开发平台(Control System Studio,CSS)的交互界面开发模块(Best OPI Yet,BOY)实现友好的人机交互界面,使用Jython实现界面逻辑,支持服务器/客户端和EPICS两种通信架构。程序已经上线近半年,实验表明,射频离子源控制程序具备了放电模式设置、时序幅值设置、设备状态实时监控、采集数据实时波形显示等功能,满足了射频离子源实验的远程控制和数据可视化的需求。